電網經濟調度方法研究與應用

郇 亮，陳守波，劉 濤

（陜西省地方電力（集團）有限公司安康供電分公司，陜西 安康 725000）

0 引 言

電能因具有瞬時性而難以保存，但作為現代工業社會的支柱性能源，必須對其進行有效調度，才能較好地加以利用。

1 電網經濟調度概述

1.1 基本概念

電網經濟調度是根據電網運行的基本原理，在保證安全、可靠運行和滿足用電需要、電能質量的前提下，通過調整電網運行方式，制定各站（廠）或線路之間的最優負荷分配方案等多種技術方法和管理手段，對電網資源進行優化配置，以降低運行成本[1]。

近年來，隨著用電量的逐年增加，電力系統也在快速發展。在保障電網安全、穩定運行的條件下，增強電網的經濟運行能力，即是調度運行人員的重要工作，也是電力企業經營行為的關鍵內容。

1.2 經濟調度一般采取的措施

1.2.1 根據電網傳輸需要，采取實時經濟調度

在保證電力供應量與實際相符的情況下，調度部門應盡可能降低能量損失，提高電網的經濟性，如在用電低谷時期減少電網的電力供應量，在用電高峰時期增加電網的電力供應量[2]。

1.2.2 根據電網運行狀況，采取運轉備用調度

在滿足電力傳輸高峰要求的情況下，主要選用運轉備用調度的形式增強電網的經濟性。在保證電力線路正常運行、維護、維修的同時，適時關閉某些電力線路，可以減少電網自身產生的損失[3]。

1.2.3 根據對環境的污染狀況，采取環境保護調度

在生產及傳輸電能的過程中，為了減少其對環境的污染，需要參考電網的實際污染狀況進行環境保護調度，以增強電網的經濟性，同時降低電能損失。

1.2.4 根據電網負荷狀況，采取穩定約束調度

在確保電網安全運轉的條件下，需要根據電網的負荷情況，對電網進行負荷預測和安全控制。可采取安全約束調度的方式，減小電網負荷，降低電能損失，提高電網的經濟性[4]。

1.3 存在的問題

隨著電力工業的發展，手工管理方式已不再適應電力生產的需要，信息的收集、存儲、傳輸、查詢、加工及決策等工作量越來越大。這就要求我們必須提高管理水平，通過建立計算機信息系統，改變原有的管理方式、體制和手段，以增加經濟和社會效益。

因此，安康供電分公司充分利用現有的PAS高級應用軟件，研究開發了經濟調度軟件系統。

2 PAS高級應用簡介

PAS高級應用軟件利用電網的各類實時數據進行在線分析，如開關狀態、有功功率、無功功率等信息，輔助調度員通過制定最優的電網運行方式。安康供電分公司PAS高級應用軟件是東方電子有限公司開發的系統，主要由調度員潮流、狀態估計、網絡拓撲和負荷預測四部分組成[5-7]。

2.1 網絡拓撲

網絡拓撲是PAS高級應用軟件中的最基本功能，主要用于網絡分析。它根據電網的遙信信息和多種元件的關系，確定地區電網的電氣連接狀態，產生調度員處理數據所需要的網絡模型。為了保證計算結果的正確性，必須使所建的模型和實際的運行方式相一致。

2.2 狀態估計

狀態估計是調度員潮流功能的基礎。利用SCADA實時遙測遙信數據進行計算、分析和校驗，可辯識出不良數據。不但能估計開關的功率、母線電壓等，而且能計算出某些無法量測的電氣量，最終得到一個完整且相對準確的運行方式。

自動化運維人員根據狀態估計提供的可疑數據功能，能及時發現并處理系統缺陷。調度運行值班人員則通過狀態估計掌握電網的實時運行狀態，如電網運行方式、潮流分布等。

2.3 調度員潮流

這是PAS高級應用最基本的應用之一。調度員潮流既可以對電網當前的運行狀態進行分析，也可以對歷史和未來的運行方式進行分析，還可以用來校核調度計劃的安全性和合理性。調度員潮流能得到電網的實時運行狀態。首先利用SCADA實時數據和提前設定的計算條件進行數據初始化；網絡拓撲根據系統的遙信信息確定電網的電氣連接狀態；狀態估計經過一系列的專業計算剔除其中的壞數據，最后建立研究態。

2.4 負荷預測

人工預測主要根據前幾日的負荷或歷史同期數據進行分析預測。工作既繁瑣又復雜，結果還不理想。負荷預測能夠根據歷史數據，預報未來的電網負荷，通過分析預測值與實際值之間的誤差，自動修正預測模型的參數。

該軟件的應用節省了大量人工預測時間，能根據歷史數據預測未來一至多天的負荷，還能從多種角度自動檢測不正常的歷史數據，并對壞數據進行報警。

3 經濟調度軟件功能分析

針對安康網內小水電資源豐富的特點，安康供電分公司研究開發的經濟調度軟件，對系統內小水電、變電站的運行狀況進行實時監測和分析，為輔助調度員經濟、科學、合理調度，最大限度實現電網安全、優質、經濟運行。

3.1 電量統計分析模塊

從SCADA系統獲取聯絡線有功功率、無功功率、當日電量、小水電有功功率等實時數據；從關系數據庫中讀取各個聯絡線的月/年累積電量等。然后，人工輸入聯絡線的月/年關口交易計劃電量、水電站月/年發電計劃電量等。此模塊利用SCADA提供的用戶控制語言編程實現。

3.2 有功功率實時平衡模塊

監視聯絡線斷面的實時有功功率。當超過人工設置的限額時，采用特定分配算法，將超限差值自動分配到相關的各個水電站中，以報警提示的方式告知調度人員。

（1）采用網絡拓撲、潮流計算和靈敏度分析算法，按照水電站當前發電功率等比例分配，將差值功率分配到靈敏度較高的各個水電站中。此算法比較精確，但條件苛刻，要求網絡拓撲、潮流計算等模塊正常運行，需要加強PAS軟件的日常維護工作。

（2）人工設置聯絡線斷面和各個水電站的關聯，按照關聯水電站當前發電功率等比例分配算法，將差值功率分配到各個水電站中。

3.3 無功功率優化模塊

監視聯絡線斷面的實時無功功率，當超過人工設置的限額時報警。無功監視給出的限值為母線電壓。在當前有功功率下，母線電壓應該在一個合理范圍內，主要是不能小于某一個限值。要先計算出其對應的最大無功功率，與當前聯絡線的無功功率比較，當大于這一限值時報警。

4 應用效果

安康供電分公司充分利用PAS高級應用和經濟調度軟件，對系統內小水電、變電站的運行狀況進行實時監測和分析。豐水期，優化運行方式將多余的電量盡可能在網內消耗，并根據電網負荷需求，合理調控小水電發電負荷；其他季節，則減少國網購電量，增大小水電發電量，充分利用系統內的水電站資源，減少分公司的購電成本，提高電壓合格率。

4.1 加強計劃管理，有效控制反送電量

利用PAS高級應用軟件進行負荷預測，摒棄了人工負荷預測的弊端，在預測的基礎上進行月度計劃安排，確保了計劃的可行性和時效性。通過系統提供的經濟運行曲線，針對嵐皋、紫陽、鎮坪電網反送負荷進行計劃控制，加強了日曲線的峰、平、谷負荷曲線管理，同時通過計劃手段控制反送電量。

4.2 及時調整運行方式，提高網內消化能力

為了落實多購小水電電量，適量反送大網的經濟調度目標，安康供電分公司借助經濟調度軟件及時調整運行方式，提高網內小水電消化能力，縣際間輸送電量不斷攀升。

4.3 合理調節庫容，最大程度減少棄水電量

安康供電分公司利用經濟調度軟件對網內5座庫容電站的蓄水能力進行調節，采取分時段開停機、峰谷時段增加出力、平谷時段控制出力、低谷時段蓄水的方式進行調節，即保證了電網用電高峰時段的安全運行，又充分利用了水庫的蓄水能力。

參考文獻：

[1] 張安華.關于影響電力經濟調度的三個問題[J].國家電網，2007，（2）：49-51.

[2] 朱定蘭，李 新.電力系統經濟運行及電力經濟調度綜述[J].中國新技術新產品，2013，（12）：150-151.

[3] 劉 輝.電網調度與電網安全運行存在問題及處理措施[J].硅谷，2014，（1）：150-156.

[4] 雷 鳴.淺談電力系統經濟運行及電力經濟調度[J].電源技術應用，2013，（2）：40-42.

[5] 納鴻錦.探析電力系統應用軟件（PAS）在電網的應用[J].中國新技術新產品，2013，（21）：10.

[6] 謝廣志，李擁軍.PAS系統在調度運行中的應用[J].農村電氣化，2010，（11）：42-43.

[7] 錢旭濤.電力系統應用軟件（PAS）在縣級供電局的應用[J].中國電力教育，2009，（5）：259-261.